道路清掃車的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種道路清掃車，所述道路清掃車包括第一攝像頭、第二攝像頭、第三攝像頭、電腦、吸塵口、第一激光發(fā)射器、第二激光發(fā)射器、清掃輪、車體、車輪，第一攝像頭位于車體的頂端前面上，第二攝像頭、吸塵口、第一激光發(fā)射器、第二激光發(fā)射器都位于車體的下方中間，第三攝像頭位于車體的下方后面，第二攝像頭位于第一激光發(fā)射器和第二激光發(fā)射器之間，清掃輪位于車體的下方前面，電腦位于車體的頂端中間上，車輪與車體的下方滾動(dòng)連接。本實(shí)用新型替代駕駛員操縱清掃車，減少操作人員工作量大。
【專利說明】
道路清掃車
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種道路清掃車。
【背景技術(shù)】
[0002]目前城市道路的清掃工作需要環(huán)衛(wèi)工人直接參加。具有激光測(cè)距功能的道路清掃車是集路面清掃、垃圾回收和運(yùn)輸為一體的新型高效清掃設(shè)備，作為環(huán)衛(wèi)設(shè)備之一，它們被廣泛應(yīng)用于公路、機(jī)場(chǎng)、市政廣場(chǎng)、城市住宅區(qū)等重要場(chǎng)所的清掃保潔。掃路車在清掃垃圾的同時(shí)，還可以對(duì)道路上的空氣介質(zhì)進(jìn)行除塵凈化。目前市場(chǎng)上所使用的具有測(cè)距功能的自動(dòng)道路清掃車多為人工機(jī)動(dòng)或者人力操作實(shí)現(xiàn)街道清掃，操作人員工作量大，環(huán)境較差。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本實(shí)用新型的目的是提供一種道路清掃車，其替代駕駛員操縱清掃車，減少操作人員工作量大。
[0004]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供一種道路清掃車，其特征在于，所述具有激光測(cè)距功能的道路清掃車采用強(qiáng)光源營(yíng)造陰影法或采用激光的三角測(cè)距法獲取清掃車前方的場(chǎng)景圖像;強(qiáng)光源營(yíng)造陰影法將外加光源沿特定方向照射，構(gòu)建出人行道與車行道間邊沿的陰影區(qū)域，在車體右側(cè)安裝攝像頭采集其含有上述陰影區(qū)域的場(chǎng)景圖像;激光的三角測(cè)距法利用激光筆產(chǎn)生強(qiáng)光束，在路牙沿的垂直表面上產(chǎn)生一個(gè)很明顯的光斑。
[0005]優(yōu)選地，所述具有激光測(cè)距功能的道路清掃車包括第一攝像頭、第二攝像頭、第三攝像頭、電腦、吸塵口、第一激光發(fā)射器、第二激光發(fā)射器、清掃輪、車體、車輪，第一攝像頭位于車體的頂端前面上，第二攝像頭、吸塵口、第一激光發(fā)射器、第二激光發(fā)射器都位于車體的下方中間，第三攝像頭位于車體的下方后面，第二攝像頭位于第一激光發(fā)射器和第二激光發(fā)射器之間，清掃輪位于車體的下方前面，電腦位于車體的頂端中間上，車輪與車體的下方滾動(dòng)連接。
[0006]優(yōu)選地，所述車體的前端設(shè)有車燈。
[0007]優(yōu)選地，所述具有激光測(cè)距功能的道路清掃車還包括警示燈和警示喇叭，警示燈和警示喇叭都位于車體的頂端中間。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下的有益效果:本實(shí)用新型可以用攝像頭獲取環(huán)境圖像并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)視覺信息處理的全過程。為了獲取馬路的形狀特征，首先對(duì)人行道和人行道與非機(jī)動(dòng)車行道的結(jié)合部位(路牙沿)進(jìn)行分析研究。人行道是道路中用路緣石或護(hù)攔以及其他類似設(shè)施加以分割的專供行人通行的部分(通常高出車行道)。人行道可劃分為:路牙沿、附屬設(shè)施功能帶、盲道、人行道、退讓線等五個(gè)部分。其中路牙沿上的垂直平面是重點(diǎn)考察的對(duì)象。本實(shí)用新型為減少能源消耗(考慮到人體重量為清掃車的載荷)并減少人力成本。本實(shí)用新型用機(jī)器視覺替代人眼的功能去識(shí)別道路特征，得出清掃車相對(duì)于人行道(路牙沿)的行駛方向，為控制系統(tǒng)提供自動(dòng)導(dǎo)航參數(shù)。本實(shí)用新型先后采用兩種方法獲取清掃車前方的場(chǎng)景圖像，用強(qiáng)光源營(yíng)造陰影法(構(gòu)建人行道與車行道銜接處的陰影區(qū)域)或采用激光的三角測(cè)距法(在車體側(cè)面前后兩處安裝兩組激光筆-攝像頭組件進(jìn)行測(cè)量)，激光的三角測(cè)距法可以減緩環(huán)境光對(duì)圖像處理的干擾。本實(shí)用新型通過測(cè)量激光光斑中心點(diǎn)的位移，得出前后兩個(gè)間距(清掃車與路牙沿垂直面的距離)，進(jìn)而求出清掃車的偏轉(zhuǎn)角度。用串行通信每隔一段時(shí)間便將控制參數(shù)從個(gè)人計(jì)算機(jī)傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)，從單片機(jī)引腳輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，經(jīng)放大電路驅(qū)動(dòng)清掃車上的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，動(dòng)態(tài)糾正清掃車的行駛偏差。
【附圖說明】
[0009]通過閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本實(shí)用新型的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯:
[0010]圖1為本實(shí)用新型具有激光測(cè)距功能的道路清掃車的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011 ]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本實(shí)用新型，但不以任何形式限制本實(shí)用新型。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0012]本實(shí)用新型具有激光測(cè)距功能的道路清掃車采用強(qiáng)光源營(yíng)造陰影法或采用激光的三角測(cè)距法獲取清掃車前方的場(chǎng)景圖像。
[0013]強(qiáng)光源營(yíng)造陰影法將外加光源沿特定方向照射，構(gòu)建出人行道與車行道間邊沿的陰影區(qū)域(即路牙沿的投影)，在車體右側(cè)安裝攝像頭采集其含有上述陰影區(qū)域的場(chǎng)景圖像，這樣做的原因是為了人為制造出一個(gè)條狀陰影區(qū)域，在這個(gè)陰影區(qū)域中，圖像像素的亮度會(huì)明顯低于其它區(qū)域中的像素亮度。然后有可能運(yùn)用圖像處理中的邊緣檢測(cè)算法，獲得代表路牙沿邊緣的直線。本實(shí)用新型運(yùn)用強(qiáng)光源營(yíng)造陰影法可以獲取用于自動(dòng)導(dǎo)航的特征值。
[0014]激光的三角測(cè)距法利用激光筆產(chǎn)生強(qiáng)光束，在路牙沿的垂直表面上產(chǎn)生一個(gè)很明顯的光斑。激光的三角測(cè)距法可以解決環(huán)境光對(duì)圖像處理的干擾問題，并且具有圖像處理步驟簡(jiǎn)便，處理速度較快，串口通訊即時(shí)性好的特點(diǎn)，滿足實(shí)驗(yàn)的需要。
[0015]本實(shí)用新型具有激光測(cè)距功能的道路清掃車(用激光的三角測(cè)距法)包括第一攝像頭1、第二攝像頭2、第三攝像頭3、電腦4、吸塵口 5、第一激光發(fā)射器6、第二激光發(fā)射器7、清掃輪8、車體9、車輪10，第一攝像頭I位于車體9的頂端前面上，第二攝像頭2、吸塵口 5、第一激光發(fā)射器6、第二激光發(fā)射器7都位于車體9的下方中間，第三攝像頭3位于車體9的下方后面，第二攝像頭2位于第一激光發(fā)射器6和第二激光發(fā)射器7之間，清掃輪8位于車體9的下方前面，電腦4位于車體9的頂端中間上，車輪10與車體9的下方滾動(dòng)連接，所述具有測(cè)距功能的自動(dòng)具有激光測(cè)距功能的道路清掃車使用激光三角測(cè)定法來(lái)判斷測(cè)量與路牙沿的距離，電腦具有圖像界面操作模塊、圖像處理模塊、圖像顯示模塊。車體9的前端設(shè)有車燈11，這樣方便查看人行道路牙沿。圖像界面操作模塊方便用戶進(jìn)行操作。圖像處理模塊設(shè)定一個(gè)閾值，當(dāng)每一個(gè)像素點(diǎn)的亮度高于閾值時(shí)顯示白色，亮度低于閾值時(shí)顯示黑色。圖像顯示模塊顯示圖像處理模塊處理結(jié)束后的圖像。電腦對(duì)第一攝像頭的數(shù)據(jù)、第二攝像頭的數(shù)據(jù)、第三攝像頭的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
[0016]本實(shí)用新型具有激光測(cè)距功能的道路清掃車還包括警示燈12和警示喇叭13，警示燈12和警示喇叭13都位于車體9的頂端中間，這樣提醒其他人不要靠近本實(shí)用新型具有激光測(cè)距功能的道路清掃車，以免發(fā)生碰撞。
[0017]根據(jù)車輛前后兩個(gè)攝像頭(第一攝像頭和第三攝像頭)所拍到的圖像，當(dāng)閾值調(diào)高后，可以清晰地看到兩個(gè)獨(dú)立的光斑，其他噪點(diǎn)較少。當(dāng)獲得兩張圖像后，計(jì)算白色光斑的質(zhì)心的橫坐標(biāo)，將兩張圖片的質(zhì)心的橫坐標(biāo)想減，便能獲得一個(gè)差值，即清掃車偏移當(dāng)差落路牙沿的距離，當(dāng)這個(gè)值在不同的范圍中時(shí)，根據(jù)指令調(diào)整車身以此實(shí)現(xiàn)車輛沿路牙沿自主行駛。
[0018]激光的三角測(cè)距法可以消除環(huán)境光的影響，在實(shí)際環(huán)境當(dāng)中，路邊情況十分復(fù)雜且多變，不同的時(shí)間和天氣都會(huì)導(dǎo)致環(huán)境光亮度的變化，如果使用攝像頭直接拍攝路牙沿的圖片并處理，畫面上充滿了噪點(diǎn)，本實(shí)用新型使用激光作為光源，照射路牙沿的側(cè)面，使用攝像頭拍攝激光點(diǎn)的圖像。由于激光的亮度比自然光都要亮，當(dāng)本發(fā)對(duì)圖像進(jìn)行二值化處理時(shí)，只需調(diào)高閾值，便能夠在圖像上留下一個(gè)單獨(dú)的光斑，其他干擾很少，本實(shí)用新型便可直接計(jì)算光斑的質(zhì)心來(lái)獲得激光點(diǎn)的位置，繼而獲得具有激光測(cè)距功能的道路清掃車和路牙沿之間的距離。
[0019]激光的三角測(cè)距法建立兩個(gè)視頻捕捉窗口同時(shí)運(yùn)行，需要用到兩個(gè)視屏捕捉窗口同時(shí)運(yùn)行，系統(tǒng)程序又要同時(shí)對(duì)獲得的兩幅圖像進(jìn)行處理，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)具有激光測(cè)距功能的道路清掃車和路牙沿間距離的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
[0020]車輪包括前輪和后輪，前輪并不能調(diào)整方向，所以在改變車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的時(shí)候，只能使車子兩側(cè)輪子轉(zhuǎn)速產(chǎn)生速度差的方式調(diào)整車輛的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
[0021]本實(shí)用新型在對(duì)圖像進(jìn)行灰度化處理的時(shí)候，只選取紅色分量的值為灰度化的結(jié)果，這樣就可以過濾掉綠光和藍(lán)光的影響，突出紅光。其次，對(duì)于一些小的白色噪點(diǎn)，本實(shí)用新型選用中值濾波的方法自寫子程序來(lái)實(shí)現(xiàn)畫面的降噪，中值濾波是基于排序統(tǒng)計(jì)理論的一種能有效抑制噪聲的非線性信號(hào)處理技術(shù)，中值濾波的基本原理是把數(shù)字圖像或數(shù)字序列中一點(diǎn)的值用該點(diǎn)的一個(gè)鄰域中各點(diǎn)值的中值代替，讓周圍的像素值接近的真實(shí)值，從而消除孤立的噪聲點(diǎn)。
[0022]為了保證多攝像頭的數(shù)據(jù)能同時(shí)處理，本實(shí)用新型將輸入視頻的頻率降低，降為200毫秒一幀。當(dāng)這只是為了確保程序能同時(shí)處理雙窗口數(shù)據(jù)而做的妥協(xié)。但降低視頻幀率有可能導(dǎo)致誤判，所以本實(shí)用新型不顯示圖像處理結(jié)果圖像的軟件窗體，并降低分辨率，在計(jì)算質(zhì)心的時(shí)候使用包絡(luò)矩形的方法減少數(shù)據(jù)運(yùn)算量，這樣在保證了圖像處理速度的前提下，還能提尚視頻輸入的幀率，減少誤判，提尚精確度。
[0023]以上對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本實(shí)用新型并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種道路清掃車，其特征在于，所述具有激光測(cè)距功能的道路清掃車包括第一攝像頭、第二攝像頭、第三攝像頭、電腦、吸塵口、第一激光發(fā)射器、第二激光發(fā)射器、清掃輪、車體、車輪，第一攝像頭位于車體的頂端前面上，第二攝像頭、吸塵口、第一激光發(fā)射器、第二激光發(fā)射器都位于車體的下方中間，第三攝像頭位于車體的下方后面，第二攝像頭位于第一激光發(fā)射器和第二激光發(fā)射器之間，清掃輪位于車體的下方前面，電腦位于車體的頂端中間上，車輪與車體的下方滾動(dòng)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的道路清掃車，其特征在于，所述車體的前端設(shè)有車燈。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的道路清掃車，其特征在于，所述具有激光測(cè)距功能的道路清掃車還包括警示燈和警示喇叭，警示燈和警示喇叭都位于車體的頂端中間。
【文檔編號(hào)】E01H1/08GK205501897SQ201620071644
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年1月25日
【發(fā)明人】吳鼎蔚, 陸廣琴, 金奕彬, 沈思遠(yuǎn)
【申請(qǐng)人】上海市金山區(qū)青少年活動(dòng)中心